２進法の実験と工作

活動詳細

活動分野・内容

活動の流れ

①参加者自身が１ビットの人間計数器（？）になり、２進計数シミュレーションをして各ビットの単純な計数規則を理解、４ビット（４人）計数（桁上げ）も実験した。
②１ビットの入力・表示基板の工作をし、２進計数実験をしたり４人並んで協力しての４ビット計数実験も行った。また、4ビット分の基板出力を簡単な４入力AND回路に入力し、10進表示変換の仕組みを学んだ。
③信号に見立てたワッシャを外部入力スィッチに1個ずつ入力（？）して行き、２進表示→10進表示の対応を確認した。

活動の留意点・安全対策

難易度が高めで学習量は多めと言う厳しい内容なので、最初の人間計数器（？）に時間をかけて基本事項の理解を待った方が良い。後半に来る多少複雑な学習・実験も、始まりから順序良く体験させていくと、結局理解できる好例だった。
危険の少ない実験だが、一部半田付け作業については要注意である。

活動使用教材

1人分の教材セット内容

1ビット計数・表示基板：　半完成基板。スィッチ入力でLED（“1”）が点灯する。
4入力AND回路基板　 ：　完成基板。全入力“1”の時LEDが点灯する。
外部入力SWとワッシャ：　マイクロスィッチと、入力信号用ワッシャ（複数）。

4ビット計数の実験では4人分を横並びにして共同実験をした。

活動アイディア＆材料集めの情報・ヒント

回路は簡単なもので必要部品も普通の電子工作部品店で安価に入手できる。基板はエッチングせずに、銅プリント面に引いた数本の直線（引っかき傷）により配線パターン化した。
最後の確認実験はワッシャ1個を1信号に見立てて実験する。1ビット目のスィッチレバーにワッシャを1個引っかけると、重みでスィッチがONになり信号が入力される。各ビットの信号は下位ビットからそれぞれ1･2･4･8枚のワッシャ1組を1信号扱いされる。計数ストップの時点でLED点灯ビット（例：0110）の10進換算値（例：0+4+2+0=6）と、各スィッチ（ビット）にあるワッシャ総数（6枚）が合致するかどうかを確認した。

参加者からの主な感想

ちょっと難しかったけど理解できて面白かった。

活動に関する反省点・改善点

共同実験の時は電源（電池3V）も共通にした方が良い。個人実験のまま電源ごと寄せ集めた複数電源でも支障はないが、各ビット基板のグランド（4ビット分のマイナスライン）を相互に接続するのを忘れるとAND回路が正常値を示さない。今回もこれで少しだけ混乱した。（共通電源にするとこの問題は自動的に処理される。）

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